DE4129508C2 - Ventilanordnung zur Versorgung eines Verbrauchers aus zwei Druckmittelquellen - Google Patents

Ventilanordnung zur Versorgung eines Verbrauchers aus zwei Druckmittelquellen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Versorgung eines Verbrauchers aus zwei Druckmittelquellen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung zielt insbesondere auf eine Ventilanordnung für eine Bagger-Steuerung ab, bei der der Drehwerksmotor von einer Konstantpumpe ver­ hältnismäßig geringer Leistung mit Druckmittel versorgt wird und die übrigen Verbraucher des Baggers an eine Verstell­ pumpe angeschlossen sind. Dabei kann es sich um eine Ver­ stellpumpe mit load-sensing handeln, deren Fördervolumen abhängig von dem an einem der Verbraucher jeweils auftreten­ den höchsten Lastdruck gesteuert wird. Soll nachdem Anfah­ ren des Drehwerkmotors dessen Drehzahl weiter erhöht werden und reicht der von der Konstantpumpe gelieferte Volumenstrom nicht aus, so soll ein verhältnismäßig geringer Anteil des Fördervolumens der Verstellpumpe zu dem Drehwerksmotor ge­ führt werden.
Auch wenn es sich bei den vorstehend geschilderten Verhält­ nissen um einen speziellen Fall handelt, so tritt doch häu­ fig die Notwendigkeit auf, in eine Druckmittelversorgung eines oder mehrerer Verbraucher zusätzlich Druckmittel aus einer zweiten Druckmittelquelle einzuspeisen.
Hierzu ist es bekannt (DE 32 22 106 C2), die Einspeisung von zusätzlichem Druckmittel einer zweiten Pumpe abhängig vom Druckunterschied an einer Drossel vorzunehmen, die im Druck­ mittelweg zum Wegeventil eines Verbrauchers liegt, zu dessen Betätigung die Zuschaltung der zweiten Pumpe erforderlich ist, die abhängig vom Druckunterschied an dieser Drossel mit Hilfe eines Schaltventils erfolgt, das im Neutralumlaufkanal der zweiten Pumpe angeordnet ist. Bei einer anderen bekann­ ten Hydraulikanlage (DE 34 22 205 A1) sind zwei Pumpen zur Versorgung je eines Hydraulikkreises vorgesehen. Über eine Druckwaage in dem ersten Kreis kann bei Bedarf zusätzliches Druckmittel in den zweiten Kreis eingespeist werden.
Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ven­ tilanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange­ gebenen Art so auszubilden, daß die Einspeisung von zusätz­ lichem Druckmittel volumenmäßig in einfacher Weise steuerbar ist und das Zuschalten der Einspeisung automatisch erfolgt.
Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das aus einem Stromregelventil und einem Schaltventil beste­ hende Einspeiseventil kann automatisch bei Betätigung des Wegeventils für den mit zusätzlichem Druckmittel zu beauf­ schlagenden Verbraucher geöffnet werden, arbeitet betriebs­ sicher und läßt sich in einfacher Weise in einem Ventilblock vereinigen, der an dem Wegeventil für den Verbraucher ange­ flanscht werden kann. Selbstverständlich sind auch andere Bauformen für das Einspeiseventil möglich, wenn die Verbin­ dung zwischen dem Einspeiseventil und dem Wegeventil über Rohrleitungen erfolgt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, in der die Ven­ tilanordnung schematisch dargestellt ist.
Eine Konstantpumpe 1 speist Druckmittel über einen Wegeven­ tilblock 2 zu einem hydraulischen Motor 3, der beispiels­ weise als Antrieb für das Drehwerk eines Baggers dient. Die Anschlüsse des Wegeventilblocks 2 sind mit P zum Anschluß der Pumpe, T zum Anschluß an einen Tank und A1, B1 als An­ schlüsse für die zum Motor 3 führenden Arbeitsleitungen bezeichnet. Ferner weist der Block 2 Anschlüsse a1 und b1 für einen Vorsteuerventilblock 4 auf, an dem ein Vor­ steuerdruck einstellbar ist, der zur Betätigung des Wege­ ventils 5 dient, um die Druckmittelwege zwischen der Kon­ stantpumpe 1, dem Tank T in beiden Drehrichtungen des Motors 3 zu steuern.
Eine Verstellpumpe 6 mit Verstelleinrichtung 7 zur Einstel­ lung des Fördervolumens der Pumpe 6 ist über eine Speise­ leitung 8 an den Anschluß P eines Einspeiseventils 10 ge­ führt. Der Anschluß P′ am Auslaß des Einspeiseventils 10 ist mit der zum Wegeventil 5 führenden Druckleitung 11 verbun­ den, so daß stromauf des Wegeventils 5 die beiden Teilströme der Pumpen 1 und 6 vereinigt werden, wenn das Einspeiseven­ til 10 geöffnet ist.
An die Pumpendruckleitung 8 der Verstellpumpe 6 sind über eine Zweigleitung 12 weitere Verbraucher 14 angeschlossen. Hierfür ist ein nicht näher dargestelltes load-sensing- System vorgesehen, d. h. die sich in diesen einzelnen Ver­ braucher einstellenden Lastdrücke werden erfaßt und der je­ weils höchste Lastdruck wird über eine Wechselventilkette ausgewählt und über eine Steuerdruckleitung 15 bzw. 16 an die Verstelleinrichtung 7 der Pumpe 6 geführt, um deren Hubvolumen abhängig vom aufgetretenen höchsten Lastdruck einzustellen. Ein derartiges load-sensing-System ist bekannt und wird deshalb hier im einzelnen nicht weiter erläutert.
Das Einspeiseventil 10 besteht aus einem Zwei-Wege-Strom­ regelventil 20 und einem Schaltventil 21, einer Meßblende 22 und einem Rückschlagventil 23 in der Speiseleitung 11 sowie aus zwei Wechselventilen 24 und 25.
In der dargestellten Neutralstellung des Schaltventils 21 wirkt der Pumpendruck in der Leitung 8 der Verstellpumpe 6 über das Wechselventil 24 auf den Regelkolben der Druckwaa­ ge 20 und hält diese in geschlossener Stellung. Dabei ist der federseitige Steuerraum der Druckwaage 20 über eine Leitung 26 und das Schaltventil 21 an den Anschluß T und damit an den Tank geführt. In Öffnungsrichtung ist also der Regelkolben der Druckwaage 20 druckentlastet.
Ist dagegen das Schaltventil 21 umgeschaltet, so wirkt der Tankdruck über das Schaltventil 21 und das Wechselventil 24 auf der Steuerseite der Druckwaage 20, so daß die Druckwaa­ ge 20 mittels der Kraft der Feder 28 öffnet. Der an der Meß­ blende 22 auftretende Druckunterschied wirkt auf die Druck­ waage 20 und zwar derart, daß der Druck stromab der Meßblen­ de 22 den Regelkolben in Öffnungsrichtung und der Druckstrom auf der Meßblende 22 über das Wechselventil 24 den Regelkol­ ben in Schließrichtung beaufschlagt. Somit wird im geöffne­ ten Zustand der Druckwaage 20 die Einspeisemenge durch die Meßblende 22 bestimmt.
Der in dem load-sensing-System 14 auftretende höchste Last­ druck gelangt über die Steuerleitung 15 zum Wechselventil 25 im Einspeiseventil 10, während der stromab der Meßblende 22 auftretende Druck, also der Lastdruck des Motors 3 ebenfalls an das Wechselventil 25 geführt wird. Der jeweils höhere Druck wird von dem Wechselventil ausgewählt und beaufschlagt über die Steuerdruckleitung 16 die Verstelleinrichtung 7 der Verstellpumpe 6.
Zum Umschalten des Schaltventils 21 ist in dem Ausführ­ ungsbeispiel der sich in einer der Vorsteuerdruckleitungen 30, 31 einstellende Druck vorgesehen, der über ein Wechsel­ ventil 32 über die Leitung 33 zum Schaltventil 21 geführt wird. Erreicht also der Vorsteuerdruck zur Betätigung des Wegeventils 5 einen bestimmten Wert, so wird das Schaltven­ til 21 aus der Neutralstellung in die Schaltstellung zum Einspeisen von zusätzlichem Druckmittel umgeschaltet.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Solange der am Vorsteuerdruckgeber 4 eingestellte Vor­ steuerdruck unterhalb eines bestimmten Wertes ist, bleibt das Schaltventil 21 in der dargestellten Neutralstellung, in der der in der Leitung 8 der Verstellpumpe 6 herrschende Druck P über das Schaltventil 21 und das Wechselventil 24 zur Druckwaage 20 gelangt und diese in der Schließstellung hält. Dabei verhindert das Rückschlagventil 23, daß von der Konstantpumpe 1 gefördertes Druckmittel zum Speiseventil 10 gelangt. So wird der Motor 3 mittels des Wegeventils 5 mit dem von der Konstantpumpe 1 gelieferten Förderstrom betä­ tigt.
Wird der Vorsteuerdruck am Geber 4 auf einen höheren Wert eingestellt, also beispielsweise über 18 bar, um eine höhere Drehzahl des Motors 3 zu erzielen, so wird automatisch das Schaltventil 21 in die Speisestellung umgeschaltet. Dann wird der Regelkolben der Druckwaage 20 zum Tank T hin druckentlastet und die Druckwaage 20 öffnet, so daß sie ihre Funktion erfüllen kann, insofern der von der Verstellpumpe 6 geförderte Arbeitsmittelstrom einen höheren Druck aufweist als der Druck der Konstantpumpe 1. Die zur Einspeisung be­ stimmte Regelmenge wird durch die Meßblende 22 bestimmt. Über die Druckwaage 20 wird die Regelmenge, die über die Meßblende 22 fließt, konstant gehalten. Der Lastdruck stromab der Meßblende 22 gelangt über die Leitung 29 zum Wechselventil 25 und dient somit im load-sensing-System als Lastmeldung. Der Motor 3 erhält den Förderstrom der Kon­ stantpumpe 1 und über das Einspeiseventil 10 einen Anteil des Förderstroms der Verstellpumpe 6 und wird mit erhöhter Drehzahl angetrieben.

Claims (16)

1. Ventilanordnung zur Versorgung eines Verbrauchers aus zwei Druckmittelquellen mit einem die Druckmittelwege zwischen der ersten Druckmittelquelle, einem Tank und dem Verbraucher steuernden Wegeventil und einem zwischen einer zum Wegeventil führenden Einspeiseleitung und der zweiten Druckmittelquelle angeordneten Einspeiseventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspeiseventil (10) aus einem in Öffnungsrichtung federbelasteten (28) Stromregelventil (20) und einem Schaltventil (21) mit zwei Schaltstellungen be­ steht, daß in einer Neutralstellung des Schaltventils (21) der Regelkolben des Stromregelventils (20) in Schließrich­ tung vom Druck der zweiten Druckmittelquelle (6) beauf­ schlagt und in Öffnungsrichtung druckentlastet ist, und in einer Einspeisestellung des Schaltventils (21) der Regel­ kolben des Stromregelventils (20) in Schließrichtung druck­ entlastet ist, und daß das Schaltventil (21) abhängig von der Beaufschlagung des Verbrauchers (3) mit Druckmittel aus der ersten Druckmittelquelle (1), die primär zur Versorgung des Verbrauchers (3) vorgesehen ist, umschaltbar ist.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Einspeiseleitung (11) eine Meßblende (22) vorgesehen ist und daß der Regelkolben des Stromregel­ ventils (20) in Schließrichtung vom Druck stromauf der Meß­ blende und in Öffnungsrichtung vom Druck stromab der Meß­ blende beaufschlagt ist.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einspeiseleitung (11) zwischen dem Stromregelventil (20) und dem Wegeventil (5) ein zur ersten Druckmittelquelle (1) öffnendes Rückschlagventil (23) vorgesehen ist.
4. Ventilanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einspeiseleitung (11) das Strom­ regelventil (20), die Meßblende (22) und das Rückschlagven­ til (23) in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem in Schließrichtung des Stromregelventils (20) wirkenden Druck beaufschlagte Steuerraum über ein Wechselventil (24) an die Leitung zwi­ schen dem Stromregelventil (20) und der Meßblende (22) und über das Schaltventil (21) an die zur zweiten Druckmittel­ quelle (6) führende Leitung (8) angeschlossen ist.
6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (21) abhängig von der Betätigung des Wegeventils (5) umschaltbar ist.
7. Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schaltventil (21) abhängig von einem das Wegeventil (5) betätigenden Vorsteuerdruck umschaltbar ist.
8. Ventilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schaltventil (21) bei Erreichen eines vorbestimmten Vorsteuerdrucks umschaltbar ist.
9. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckmittelquelle (1) eine Konstantpumpe ist.
10. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Druckmittelquelle (6) eine Verstellpumpe ist.
11. Ventilanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an die Verstellpumpe (6) weitere Verbraucher (14) angeschlossen sind.
12. Ventilanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Verstelleinrichtung (7) der Verstellpum­ pe (6) vom jeweils höchsten Druck eines der Verbraucher (3, 14) beaufschlagt ist.
13. Ventilanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstelleinrichtung (7) über ein Wechsel­ ventil (25) an einen den höchsten Lastdruck der weiteren Verbraucher (14) führende Leitung (15) oder an die Einspei­ seleitung (11) schaltbar ist.
14. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 für einen Bagger, bei dem der Verbraucher (3) das Drehwerk ist und die Verstellpumpe (6) die übrige hydraulische Aus­ rüstung des Baggers versorgt.
15. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromregelventil (20), das Schaltventil (21), die Meßblende (22), das Rückschlagventil (23) und die zwei Wechselventile (24, 25) in einem Einspei­ seventilblock zusammengefaßt sind.
16. Ventilanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Einspeiseventilblock an einen das Wege­ ventil (5) enthaltenden Wegeventilblock (2) angeflanscht ist.
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